(57)【要約】【課題】小回り旋回をすることができるものにおいて、構造を簡素にでき、小形化できるとともに、走行装置の回転速度を滑らかに変化させて安定性よく旋回することができる作業用車両を提供する。【解決手段】エンジン６が搭載された機体と、該機体の進行方向に対して両側に配され該機体を支持する第１及び第２の走行装置１，２と、エンジン６の回転を無段階に変速する無段変速機１６と、無段変速機１６が変速した回転動力を第１及び第２の走行装置１，２に伝動する第１及び第２の差動機構１８，１９と、一つの電動モータ２１と、該電動モータ２１の駆動力を、電動モータ２１の伝動経路を切換えて第１又は第２の差動機構１８，１９に伝動する切換伝動機構２２とを備え、一つの電動モータ２１により小回り旋回を可能にした。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源が搭載された機体の進行方向に対して両側に配され、該機体を支持する第１及び第２の走行装置と、前記駆動源の動力を前記第１及び第２の走行装置に伝動する第１及び第２の差動機構とを備える作業用車両において、電動モータと、該電動モータの駆動力を、該電動モータの伝動経路を切換えて第１又は第２の差動機構に伝動する切換伝動機構を備えることを特徴とする作業用車両。
【請求項２】
エンジンが搭載された機体の進行方向に対して両側に配され、該機体を支持する第１及び第２の走行装置と、前記エンジンの回転動力を前記第１及び第２の走行装置に伝動する第１及び第２の差動機構とを備える作業用車両において、前記エンジンの回転を変速して第１及び第２の差動機構に伝動する無段変速機と、電動モータと、該電動モータの駆動力を、該電動モータの伝動経路を切換えて第１又は第２の差動機構に伝動する切換伝動機構とを備えることを特徴とする作業用車両。
【請求項３】
前記切換伝動機構は、係断される二つの部材の一方が第１又は第２の差動機構に接続されたクラッチである請求項１又は２記載の作業用車両。
【請求項４】
前記クラッチは、電磁クラッチである請求項３記載の作業用車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は除雪車、芝刈機、小型コンバイン等の走行装置を備える作業用車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
除雪車等の作業用車両は、エンジン及び作業部が搭載された機体と、該機体の進行方向に対して両側に配され、機体を支持する第１及び第２の走行装置と、前記エンジンの回転動力を前記走行装置の夫々に伝動する第１及び第２の遊星差動機構と、第１の遊星差動機構に連動する第１の連動機構と、該第１の連動機構に駆動力を伝動する第１の電動モータと、第２の遊星差動機構に連動する第２の連動機構と、該第２の連動機構に駆動力を伝動する第２の電動モータとを備え、第１及び第２の電動モータを駆動制御することにより、第１及び第２の走行装置の回転速度を増減に制御し、小回り旋回が行えるように構成されている（例えば、特徴文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−１９９７５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、特許文献１の作業用車両にあっては、第１の走行装置の回転速度を制御する第１の電動モータと、第２の走行装置の回転速度を制御する第２の電動モータとの二つの電動モータ、及び夫々の電動モータの駆動回路が必要であるため、作業用車両のコストが高くなり、また、作業用車両が大形になり、改善策が要望されていた。
【０００４】
本発明は上述のような事情に鑑みてなされたものであり、主たる目的は一つの電動モータの駆動力を、電動モータの伝動経路を切換伝動機構により切換えて差動機構に伝動することにより、小回り旋回をすることができるものにおいて、構造を簡素にでき、小形化できる作業用車両を提供することにある。
【０００５】
また、他の目的はエンジンの回転を無段変速機により変速して差動機構に伝動し、一つの電動モータの駆動力を、電動モータの伝動経路を切換伝動機構により切換えて差動機構に伝動することにより、小回り旋回をすることができるものにおいて、構造を簡素にでき、小形化できるとともに、走行装置の回転速度を滑らかに変化させて安定性よく旋回することができる作業用車両を提供することにある。
【０００６】
また、他の目的は切換伝動機構を、係断される二つの部材の一方が第１又は第２の差動機構に接続されたクラッチとすることにより、作業用車両のコストをより一層低減でき、作業用車両をより一層小形化できる作業用車両を提供することにある。
【０００７】
また、他の目的はクラッチを電磁クラッチとすることにより、電気指令信号により電動モータの伝動経路をより一層円滑に切換えることができる作業用車両を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１発明に係る作業用車両は、駆動源が搭載された機体の進行方向に対して両側に配され、該機体を支持する第１及び第２の走行装置と、前記駆動源の動力を前記第１及び第２の走行装置に伝動する第１及び第２の差動機構とを備える作業用車両において、電動モータと、該電動モータの駆動力を、該電動モータの伝動経路を切換えて第１又は第２の差動機構に伝動する切換伝動機構を備えることを特徴とする。
【０００９】
第１発明にあっては、電動モータの駆動力を、切換伝動機構により電動モータの伝動経路を切換えて第１又は第２の差動機構に伝動するため、小回り旋回用の電動モータを一つにできる。
【００１０】
第２発明に係る作業用車両は、エンジンが搭載された機体の進行方向に対して両側に配され、該機体を支持する第１及び第２の走行装置と、前記エンジンの回転動力を前記第１及び第２の走行装置に伝動する第１及び第２の差動機構とを備える作業用車両において、前記エンジンの回転を変速して第１及び第２の差動機構に伝動する無段変速機と、電動モータと、該電動モータの駆動力を、該電動モータの伝動経路を切換えて第１又は第２の差動機構に伝動する切換伝動機構とを備えることを特徴とする。
【００１１】
第２発明にあっては、エンジンの回転動力により機体を走行及び旋回させて高効率の作業を行うことができ、しかも、エンジンの回転を無段変速機により無段階に変速して走行装置に伝動するため、走行装置の回転速度を滑らかに変化させて安定性よく旋回することができる。
【００１２】
第３発明に係る作業用車両は、前記切換伝動機構は、係断される二つの部材の一方が第１又は第２の差動機構に接続されたクラッチであることを特徴とする。               
【００１３】
第３発明にあっては、噛合クラッチ等の比較的簡易な構成であるため、作業用車両のコストをより一層低減でき、また、作業用車両をより一層小形化できる。                
【００１４】
第４発明に係る作業用車両は、前記クラッチは、電磁クラッチであることを特徴とする。
【００１５】
第４発明にあっては、電磁クラッチに電気指令信号を出力することにより小回り旋回の制御ができ、しかも、より一層円滑に切換えることができる。
【発明の効果】
【００１６】
第１発明によれば、小回り旋回用の一つの電動モータにより旋回制御することができるため、作業用車両の構造を簡素にでき、小形化できる。従って、作業用車両のコストを低減でき、作業用車両を小形にできる。
【００１７】
第２発明によれば、エンジンの回転動力により機体を走行及び旋回させて高効率の作業を行うことができ、しかも、小回り旋回用の一つの電動モータにより旋回制御することができるため、作業用車両の構造を簡素にでき、小形化できる。さらに、エンジンの回転を無段変速機により変速して差動機構に伝動し、走行装置を駆動するため、走行装置の回転速度を滑らかに変化させて安定性よく旋回することができる。
【００１８】
第３発明によれば、切換伝動機構は噛合クラッチ等の比較的簡易な構成であるため、作業用車両のコストをより一層低減でき、作業用車両をより一層小形化できる。
【００１９】
第４発明によれば、電磁クラッチに電気指令信号を出力することにより小回り旋回の制御ができ、しかも、より一層円滑に切換えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。図１は本発明に係る作業用車両の構成を示す側面図、図２は作業用車両の構成を示すブロック図、図３は作業用車両の駆動系の構成を示す模式的説明図、図４は切換伝動機構部分の構成を示す拡大断面図である。
【００２１】
この作業用車両は、進行方向に対して両側に配された第１及び第２の走行装置１，２により支持された機体３と、該機体３の前側に装着された作業部４と、機体３の後側に装着された操向操作部５とを備えた歩行型の除雪機である。
【００２２】
機体３には駆動源としてのエンジン６及び該エンジン６が発生した回転動力を変速するトランスミッション７と、該トランスミッション７に連動連結された第１及び第２の車軸８，９と、エンジン６の出力軸６ａに連動連結された発電機１０と、該発電機１０が発生した電力を充電するバッテリとが設けられている。
【００２３】
エンジン６の出力軸６ａには電磁式のクラッチ１２を有する伝動輪１３が取着されており、該伝動輪１３とトランスミッション７の入力軸７ａに取着された伝動輪１４及び伝動輪１３間に無端帯１５が掛設されている。
【００２４】
第１の走行装置１は、第１の車軸８に取着された前輪１ａと、該前輪１ａの後側に回転自在に配された後輪１ｂと、前輪１ａ及び後輪１ｂ間に掛設された無端帯１ｃとを有するクローラタイプである。第２の走行装置２は、第２の車軸９に取着された前輪２ａと、該前輪２ａの後側に回転自在に配された後輪２ｂと、前輪２ａ及び後輪２ｂ間に掛設された無端帯２ｃとを有するクローラタイプである。
【００２５】
トランスミッション７は、アクチュエータ１６ａを有し無段階に変速を制御可能としたハイドロスタティックトランスミッション（ＨＳＴ）を用いてなる無段変速機１６と、該無段変速機１６の出力軸１６ｂに伝動機構１７により連動連結された第１の差動機構１８、及び出力軸１６ｂに伝動機構１７により連動連結された第２の差動機構１９とを備え、ミッションケース２０内に収納されている。    
【００２６】
ミッションケース２０内には差動機構１８，１９の回転速度を制御する電動モータ２１の駆動軸２１ａと、電動モータ２１の駆動力を該電動モータ２１の伝動経路を切換えて第１又は第２の差動機構１８，１９に伝動する切換伝動機構２２とが収納されている。
【００２７】
伝動機構１７は、出力軸１６ｂに固定された第１傘歯車１７ａと、該第１傘歯車１７ａに噛合する第２傘歯車１７ｂと、第２傘歯１７ｂを支持する第１回転軸１７ｃに固定され小径の伝動輪１７ｄと、該伝動輪１７ｄと無端帯１７ｅにより連動回転する大径の伝動輪１７ｆとを有しており、伝動輪１７ｆを支持する第２回転軸１７ｇが第１及び第２の車軸８，９と同軸的に配されている。尚、第２回転軸１７ｇは伝動輪１７ｆの軸線方向両側にある。また、第１回転軸１７ｃの回転を制動するための電磁式のブレーキ２３がミッションケース２０内に設けられている。
【００２８】
第１及び第２の差動機構１８，１９は遊星差動機構を構成しており、第２回転軸１７ｇの両端外周部に設けられた太陽歯車１８ａ，１９ａと、該太陽歯車１８ａ，１９ａの外周りに回転自在に配されたリング歯車１８ｂ，１９ｂと、太陽歯車１８ａ，１９ａ及びリング歯車１８ｂ，１９ｂの夫々に噛合する複数の遊星歯車１８ｃ，１９ｃと、該遊星歯車１８ｃ，１９ｃを回転自在に支持する円板状のキャリア１８ｄ，１９ｄとを有し、夫々のキャリア１８ｄ，１９ｄの回転中心部に車軸８，９が結合されている。
【００２９】
キャリア１８ｄ，１９ｄは円板部及び該円板部の外周部に等配された複数の軸部とを有し、夫々の軸部に遊星歯車１８ｃ，１９ｃが回転自在に支持されている。
【００３０】
リング歯車１８ｂ，１９ｂは、内周部に周設され遊星歯車１８ｃ，１９ｃが噛合する内歯と、外周部に周設され後記するウォーム２５，２６が噛合する外歯とを有する。外歯は
ウォームホイールの歯形になっている。
【００３１】
電動モータ２１はミッションケース２０の外部に取着されており、該電動モータ２１の駆動回路２１ｂがバッテリ１１及び制御部２４に接続されている。また、電動モータ２１の駆動軸２１ａはミッションケース２０内に挿入され、ミッションケース２０内でリング歯車１８ｂ，１９ｂの回転中心と直交する位置に配されている。駆動軸２１ａには、夫々のリング歯車１８ｂ，１９ｂの外歯に噛合する第１及び第２のウォーム２５，２６が相対回転を自在に支持されているとともに、キー形をなす摺動体２７が軸心方向への移動を自在に支持されており、さらに、摺動体２７を摺動させるための伝動環２８が軸心方向への移動及び相対回転を自在に支持されている。また、駆動軸２１ａの周方向一箇所には、摺動体２７を収容し該摺動体２７の摺動を案内する案内溝２１ｃが設けられている。
【００３２】
第１及び第２のウォーム２５，２６は軸心方向への移動を禁止して並置されており、摺動体２７の一端部と係合することが可能な係合凹部２５ａ，２６ａを夫々の内周面に有する。
【００３３】
切換伝動機構２２は、ウォーム２５，２６に設けられた係合凹部２５ａ，２６ａと、駆動軸２１ａに支持された摺動体２７及び伝動環２８と、該伝動環２８を経て摺動体２７を動作させるソレノイド２９とを備えており、該ソレノイド２９が制御部２４に接続されている。
【００３４】
摺動体２７は案内溝２１ｃ内で摺動可能になっており、該摺動体２７が摺動することにより、係合凹部２５ａ，２６ａのいずれか一つと選択的に係合するように構成されている。摺動体２７の一端部は、係合凹部２５ａ，２６ａに係合する係合凸部２７ａを有し、他端部は二つの規制凸部２７ｂ，２７ｂを有しており、規制凸部２７ｂ，２７ｂ間に環状溝２８ａを有する伝動環２８が配されている。この伝動環２８は駆動軸２１ａに遊嵌されている。また、案内溝２１ｃ内には摺動体２７を案内溝２１ｃの外部へ付勢する板ばね３０が収容されている。尚、この板ばね３０は摺動体２７の他端部内側に保持されている。
【００３５】
ソレノイド２９の可動部材２９ａには伝動環２８の環状溝２８ａに相対回転を可能に係合するシフタ３１が結合されており、ソレノイド２９に通電することによりシフタ３１を一方へ移動させ、ソレノイド２９への通電を遮断することによりシフタ３１を他方へ移動させ、摺動体２７の係合凸部２７ａを係合凹部２５ａ，２６ａのいずれか一つに係合させるように構成されている。
【００３６】
作業部４は、機体３の前部に装着され、路上の雪を掻込む掻込オーガ４ａと、該掻込オーガ４ａが掻込んだ雪を搬送するブロア４ｂ、及び該ブロア４ｂが搬送した雪を外部に放出するシュータ４ｃとを備える。掻込オーガ４ａ及びブロア４ｂはクラッチ３２を介してエンジン６に連動連結されている。
【００３７】
操向操作部５には、無段変速機１６（ＨＳＴ）用の変速操作レバー５１と、制御部２４に接続され変速操作レバー５１の操作角度を検出する検出器５２と、電動モータ２１用の旋回操作レバー５３と、制御部２４に接続され旋回操作レバー５３の操作角度を検出する検出器５４と、伝動機構１７用のクラッチレバー５５と、制御部２４に接続されクラッチレバー５５の動作を検出する検出器５６と、作業部４用の作業操作レバー５７とが装着されている。
【００３８】
変速操作レバー５１は操作角度が検出器５２により検出されるように構成されており、検出器５２が検出した操作角度に基づいて制御部２４から指令信号がアクチュエータ１６ａに加えられ、無段変速機１６を変速動作させる。
【００３９】
旋回操作レバー５３は中立位置から機体３の左右に操作可能になっており、検出器５４が検出した操作角度に基づいて制御部２４から指令信号が駆動回路２１ｂ及びソレノイド２９に加えられ、電動モータ２１及びソレノイド２９を駆動制御するように構成されている。
【００４０】
クラッチレバー５５は、作業者がクラッチレバー５５を操作すると該クラッチレバー５５の動作が検出器５６により検出され、検出器５６が検出した動作に基づいて制御部２４から指令信号がクラッチ１２及びブレーキ２３に加えられ、ブレーキ２３が解除動作するとともにクラッチ１２が継合動作し、エンジン６の回転動力が差動機構１８，１９に伝動され、また、作業者がクラッチレバー５５の操作を開放するとブレーキ２３が制動動作するとともにクラッチ１２が解除動作し、エンジン６の回転動力が差動機構１８，１９に伝動されないように構成されている。
【００４１】
作業操作レバー５７は伝動部材を介してクラッチ３２に接続されており、エンジン６の回転動力を作業部４に伝動／遮断するように構成されている。
【００４２】
制御部２４はマイクロプロセッサを用いてなり、該制御部２４の入力部に検出器５２，５４，５６が接続されており、出力部に、無段変速機１６（ＨＳＴ）のアクチュエータ１６ａと、電動モータ２１の駆動回路２１ｂと、ソレノイド２９と、クラッチ１２及びブレーキ２３とが接続されている。
【００４３】
以上のように構成された作業用車両は、エンジン６を駆動し、該エンジン６の回転動力を、無段変速機１６、伝動機構１７、第１及び第２の差動機構１８，１９の太陽歯車１８ａ，１９ａ、遊星歯車１８ｄ，１９ｄ、キャリア１８ｃ，１９ｃ、車軸８，９を経て第１及び第２の走行装置１，２に伝動され、第１及び第２の走行装置１，２を駆動して直進走行される。このように比較的高い出力が得られるエンジン６の駆動により直進走行されるため、高効率の作業を行うことができる。
【００４４】
直進走行時、旋回操作レバー５３は中立位置に停止しているため、電動モータ２１及びソレノイド２９は駆動制御されず、第１及び第２のウォーム２５，２６は回転を停止しており、また、ウォーム２５，２６のセルフロック機能によりリング歯車１８ｂ，１９ｂの回転がウォーム２５，２６に伝動されないようになっている。従って、リング歯車１８ｂ，１９ｂは回転を停止しており、エンジン６の回転は差動機構１８，１９により減速されて走行装置１，２に伝動される。また、ソレノイド２９の可動部材２９ａに繋がる摺動体２７は第１のウォーム２５の係合凹部２５ａに係合している。
【００４５】
走行の途中で旋回する場合、旋回操作レバー５３を中立位置から機体３の左又は右方向へ回動操作し、制御部２４から出力される指令信号により電動モータ２１及びソレノイド２９を駆動する。この駆動により駆動軸２１ａの回転が摺動体２７から第１のウォーム２５又は第２のウォーム２６に伝動され、リング歯車１８ｂ，１９ｂの一方が回転され、一方の差動機構１８又は１９による減速比が増加され、第１及び第２の走行装置１，２に回転差が発生する。
【００４６】
例えば一方に旋回する場合、摺動体２７は第１のウォーム２５の係合凹部２５ａに既に係合しているため、旋回操作レバー５３を一方に回動操作すると電動モータ２１は駆動されるが、ソレノイド２９は駆動されない。電動モータ２１の駆動により、該電動モータ２１の動力が摺動体２７から第１のウォーム２５に伝動され、第１のウォーム２５が回転する。第１のウォーム２５の回転によりリング歯車１８ｂが回転し、第１の差動機構１８による減速比が第２の差動機構１９による減速比より大きくなり、第１の走行装置１は低速
回転になり、第１及び第２の走行装置１，２の回転速度差により一方向に旋回する。一方向に旋回した後、旋回操作レバー５３を操作し、電動モータ２１の駆動を停止する。
【００４７】
また、他方に旋回する場合、旋回操作レバー５３を他方に回動操作すると電動モータ２１及びソレノイド２９が駆動され、ソレノイド２９の可動部材２９ａが後退移動する。これにより摺動体２７が摺動し、該摺動体２７の第１のウォーム２５との係合が解除されるとともに摺動体２７の係合凸部２７ａが第２のウォーム２６の係合凹部２６ａと係合し、電動モータ２１の駆動力が摺動体２７から第２のウォーム２６に伝動され、第２のウォーム２６が回転する。第２のウォーム２６の回転によりリング歯車１９ｂが回転し、第２の差動機構１９による減速比が第１の差動機構１８による減速比より大きくなり、第２の走行装置２は低速回転になり、第１及び第２の走行装置１，２の回転速度差により他方向に旋回する。
【００４８】
以上のように一つの電動モータ２１により旋回制御されるため、構造を簡素にでき、小形化できる。また、電動モータ２１の駆動力をウォーム２５，２６から差動機構１８，１９のリング歯車１８ｂ，１９ｂに伝動するため、電動モータ２１が駆動されていないとき、リング歯車１８ｂ，１９ｂの回転を停止することができ、第１及び第２の差動機構１８，１９による減速を実行できる。また、無段変速機１６としてＨＳＴを用い、エンジン６の回転を無段階に変速して走行装置１，２に伝動するため、走行装置１，２の回転速度を滑らかに変化させて安定性よく旋回することができる。
【００４９】
尚、以上説明した実施の形態では切換伝動機構２２としてキー形をなす摺動体２７を有するクラッチを備えた構成としたが、その他、切換伝動機構２２は複数の係合歯を有する噛合クラッチ、摩擦クラッチ、電磁クラッチ等を備える構成としてもよい。
【００５０】
また、本発明に係る作業用車両は除雪機の他、芝刈機、小型コンバイン等であってもよく、また、実施の形態で示すように歩行型である他、乗用型であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明に係る作業用車両の構成を示す側面図である。
【図２】本発明に係る作業用車両の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明に係る作業用車両の駆動系の構成を示す模式的説明図である。
【図４】本発明に係る作業用車両の切換伝動機構部分の構成を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１    第１の走行装置
２    第２の走行装置
３    機体
６    エンジン（駆動源）
１６  無段変速機
１８  差動機構
１９  差動機構
２１  電動モータ
２２  切換伝動機構
２７  摺動体
【図１】
2007137289.tif 000003
【図２】
2007137289.tif 000004
【図３】
2007137289.tif 000005
【図４】
2007137289.tif 000006